Workshop ministrado na Campus Party em Natal, RN, em 2018, por Rodrigo Ferraz Azevedo.

1. Workshop de IoT
com DragonBoard
410c
Rodrigo Ferraz Azevedo
www.rodrigoazevedo.com
rodrigo.azevedo@sintesoft.com

2. Nossa Agenda
- Conceituar IoT
- Protocolos de comunicação
- Qualcomm DragonBoard
- 96Boards Mezzanine
- Bibliotecas Python
- Mão na massa

3. Sobre mim
Rodrigo Ferraz Azevedo
Profissional de TI desde 2000

4. IoT: Internet of Things
(Internet das Coisas)

5. Internet das Coisas
Definição
IoT é um conceito tecnológico em que todos os objetos da vida cotidiana estariam conectados à
internet, agindo de modo inteligente e sensorial.

6. Medir / Atuar
Sensores:
Dispositivos que respondem a um estímulo físico/químico de maneira específica e que pode ser
transformado em outra grandeza física para fins de medição e/ou monitoramento.
Atuadores:
Atuador é um elemento que realiza uma ação, atendendo a comandos que podem ser manuais,
eléctricos ou mecânicos.

7. Comunicação
Comunicação Camada Física:
- Wireless Lan
- Ethernet Lan
- Rede telefonia (GSM, 3G, EDGE, HPSA, 4G e LTE)
- LoRaWAN
- Sigfox etc
Protocolos de Comunicação:
- DDS
- CoAP
- AMQP
- XMPP
- MQTT etc

8. Publish/subscribe
MQTT

10. Computação em Nuvem

11. Internet das Coisas
Aplicações conhecidas que utilizam o conceito de IoT:

12. Internet das Coisas
Aplicações conhecidas que utilizam o conceito de IoT:

13. Internet das Coisas
Aplicações conhecidas que utilizam o conceito de IoT:

15. Qualcomm DragonBoard 410c
● SoC: Processador SnapDragon 410E;
● CPU: Quad-core ARM® Cortex® A53 1.2 GHz por núcleo com suporte 32-bit e 64-bit;
● Memória: 1GB RAM DDR3 533MHz;

16. Qualcomm DragonBoard 410c
● Armazenamento: Interno de 8GB e entrada para cartão microSD 3.0
● Gráfico: Qualcomm Adreno 306 GPU com suporte a OpenGL, OpenCL e DirectX
● Vídeo: 1080p 30fps HD
● Conectividade e Localização: Wi-Fi 802.11 b/g/n 2.4GHz, Bluetooth 4.1, GPS Qualcomm®
Izat™, Wi-Fi, Bluetooth e GPS
● I/O: HDMI, microUSB, USB 2.0, entrada microSD
● Expansões:
● Conector de 40 pinos: UART, SPI, I2S, 2x I2C, 12x GPIO;
● Conector de 60 pinos: 4L MIPI-DSI, USB, 2x I2C, 2L+4L MIPI-CSI;
● Conector de 16 pinos: entrada/saída de som e sinais analógicos;

17. Qualcomm DragonBoard 410c
● Sistemas Operacionais Suportados:
○ Android 5.1 (Lollipop) com Kernel Linux 3.10
○ Linux. Destaques: Linaro, Ubuntu Core e Fedora
○ Windows 10 IoT Core
● Sistema Operacional utilizado nesta oficina:
○ Linux Linaro (www.linaro.org)

18. Internet das Coisas
Dragonboard:
● GPIO
● I2C
● UART
● SPI

19. 96Boards Linksprite Mezzanine
● Kit de desenvolvimento
● Sensores: Temperatura, humidade
● Atuadores: Botão, LED, relé

20. MRAA
Biblioteca criada pela Intel para interação com dispositivos de IoT
sudo mraa-gpio
Listar GPIOs disponíveis na placa:
sudo mraa-gpio list
sudo mraa-i2c detect 0
Setar GPIO 25 (D2):
sudo mraa-gpio set 25 1
sudo mraa-gpio set 25 0
Monitorar GPIO específica (D1):
sudo mraa-gpio monitor 23

22. Objetivo

23. DragonBoard 410c + Linux + Python
Preparando o ambiente:
1. Conectar notebook no roteador:
● SSID: LHC | Senha: dragonboard
2. Instalar cliente SSH se estiver usando Windows (Linux nativo): Putty;
3. Instalar cliente SFTP se usando Windows: Filezilla;
4. Conectar via SSH na Dragonboard;
5. Instalar Thingspeak:
● git clone https://github.com/rodrigoferrazazevedo/ThingSpeakC
● cd ThingSpeakC
● make

24. DragonBoard 410c + Linux + Python
Iniciando o projeto:
1. Criar conta no Thingspeak (thingspeak.com)
○ Criar canal
○ Verificar as chaves de acesso
2. Criar os arquivos baseados nos código-fonte a seguir:
○ blink.py
○ touch.py
○ touchcloud.py

25. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:

26. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
import mraa

27. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
import mraa
import time

28. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
import mraa
import time
led = mraa.Gpio(25) #D2

29. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
import mraa
import time
led = mraa.Gpio(25) #D2
led.dir(mraa.DIR_OUT)

30. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
import mraa
import time
led = mraa.Gpio(25) #D2
led.dir(mraa.DIR_OUT)
while True:

31. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
while True:
led.write(1)

32. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
import mraa
import time
led = mraa.Gpio(25) #D2
led.dir(mraa.DIR_OUT)
while True:
led.write(1)
time.sleep(0.2)

33. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
import mraa
import time
led = mraa.Gpio(25) #D2
led.dir(mraa.DIR_OUT)
while True:
led.write(1)
time.sleep(0.2)
led.write(0)

34. DragonBoard 410c + Linux + Python
Blink.py:
while True:
led.write(1)
time.sleep(0.2)
led.write(0)
time.sleep(0.2) # 200ms

35. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:

36. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa

37. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time

38. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1

39. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)

40. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:

41. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()

42. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:

43. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)

44. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)
else:

45. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)
else:
print ("Touch pressionado / Sensor = ") + str(porta_status)

46. DragonBoard 410c + Linux + Python
touch.py:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)
else:
print ("Touch pressionado / Sensor =
")+str(porta_status)

47. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:

48. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os

49. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa

50. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time

51. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1

52. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)

53. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:

54. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()

55. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:

56. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)

57. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)
else:

58. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)
else:
print ("Touch pressionado / Sensor = ") + str(porta_status)

59. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)
else:
print ("Touch pressionado / Sensor = ") + str(porta_status)
caminho = 'sudo ../ThingSpeakC/./ThingSpeakC IXXUSHRU2S9899G5 ' + str(porta_status)
os.system(caminho)

60. DragonBoard 410c + Linux + Python
touchcloud.py:
import os
import mraa
import time
sensor = mraa.Gpio(23) #D1
sensor.dir(mraa.DIR_IN)
while True:
porta_status = sensor.read()
if porta_status == 0:
print ("Touch liberado / Sensor = ") + str(porta_status)
else:
print ("Touch pressionado / Sensor = ") + str(porta_status)
caminho = 'sudo ../ThingSpeakC/./ThingSpeakC IXXUSHRU2S9899G5 ' + str(porta_status)
os.system(caminho)
time.sleep(5)

61. DragonBoard 410c + MQTT
MQTT:

62. DragonBoard 410c + MQTT
Mosquitto:

63. DragonBoard 410c + MQTT
Preparando o ambiente:
1. Conectar notebook no roteador:
● SSID: LHC | Senha: dragonboard
2. Instalar PIP Python: $ sudo apt-get install python-pip
3. Instalar MQTT Python client: pip install paho-mqtt

64. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt

65. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(self, client, userdata, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))
self.subscribe("hello/world", 0)

66. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(self, client, userdata, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))
self.subscribe("hello/world", 0)
def on_message(client, userdata, msg):
print("Topic: "+ msg.topic + "Message: "+str(msg.payload))

67. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(self, client, userdata, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))
self.subscribe("hello/world", 0)
def on_message(client, userdata, msg):
print("Topic: "+ msg.topic + "Message: "+str(msg.payload))
client = mqtt.Client()

68. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(self, client, userdata, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))
self.subscribe("hello/world", 0)
def on_message(client, userdata, msg):
print("Topic: "+ msg.topic + "Message: "+str(msg.payload))
client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect

69. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(self, client, userdata, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))
self.subscribe("hello/world", 0)
def on_message(client, userdata, msg):
print("Topic: "+ msg.topic + "Message: "+str(msg.payload))
client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

70. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(self, client, userdata, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))
self.subscribe("hello/world", 0)
def on_message(client, userdata, msg):
print("Topic: "+ msg.topic + "Message: "+str(msg.payload))
client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.connect("localhost") #test.mosquitto.org

71. mqtt-subscribe.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(self, client, userdata, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))
self.subscribe("hello/world", 0)
def on_message(client, userdata, msg):
print("Topic: "+ msg.topic + "Message: "+str(msg.payload))
client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.connect("localhost") #test.mosquitto.org
client.loop_forever()

72. mqtt-publish.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt

73. mqtt-publish.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
mqttc = mqtt.Client("python_pub")

74. mqtt-publish.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
mqttc = mqtt.Client("python_pub")
mqttc.connect("localhost", 1883)

75. mqtt-publish.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
mqttc = mqtt.Client("python_pub")
mqttc.connect("localhost", 1883)
mqttc.publish("hello/world", "Campus Party Natal")

76. mqtt-publish.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
mqttc = mqtt.Client("python_pub")
mqttc.connect("localhost", 1883)
mqttc.publish("hello/world", "Campus Party Natal")
mqttc.loop(2)

78. Obrigado!
Dúvidas?
Rodrigo Ferraz Azevedo
rodrigo.azevedo@sintesoft.com